CH643759A5 - VIBRATION EXPLODER, ESPECIALLY FOR CONVEYOR, SORTING AND RAMM DEVICES. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schwingungserreger, insbesondere für Förder-, Sortier- und Rammeinrichtungen mit verstellbarer Unwucht, mit einer antreibbaren Erregerwelle, auf der drehfest wenigstens eine erste Unwuchtmasse und in einstellbarer Weise verdrehbar eine zweite Unwuchtmasse angeordnet sind. The invention relates to a vibration exciter, in particular for conveying, sorting and ramming devices with adjustable unbalance, with a drivable exciter shaft on which at least one first unbalanced mass is rotatably arranged and a second unbalanced mass rotatable in an adjustable manner.
Derartig ausgebildete Schwingungserreger finden beispielsweise in der Fördertechnik oder in der Rammtechnik sowie zum Sortieren, Verteilen, Dosieren, Verdichten, Lokkern, Mischen oder dergleichen als Rammen, Schwingför-der, Schwingsiebe, Rütteltische usw. Verwendung. Bei den verschiedenen Anwendungsfallen ist es erforderlich, die Schwingungsfrequenz, den Schwingungsausschlag und insbesondere die Erregerkraft den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können. Zu diesem Zweck kann zur entsprechenden Einstellung der Schwingungsfrequenz die Drehzahl der Unwuchten verändert werden. Der Schwingungsausschlag kann über das statische Moment der Unwuchten beeinflusst, und es kann die Erregerkraft durch entsprechende Veränderung der Fliehkraft der rotierenden Unwuchten auf den gewünschten Wert gebracht werden, beispielsweise durch Verstellen der Exzentrizität oder durch Verstellen der relativen Phasenlage der bezüglich der Erregerwelle drehfesten und der verstellbaren Unwuchtmasse. Werden die einzelnen Parameter zum Anpassen der Vorrichtung an den jeweiligen Betriebszustand nur im Stillstand auf den erforderlichen Wert eingestellt, so führt dies zu wirtschaftlich nachteiligen Betriebsunterbrechungen. Auch kann eine exakte wirtschaftlich vertretbare Einstellung der Vorrichtung in den meisten Fällen nur während eines Betriebs vorgenommen werden, da infolge der quadratischen Abhängigkeit der Erregerkraft von der Schwingungszahl eine grössere Anzahl von Nachstellungen bei Stillstand vorzunehmen erforderlich wären, die mit unwirtschaftlichen Betriebsunterbrechungen einhergehen. Vibration exciters designed in this way are used, for example, in conveyor technology or in piling technology as well as for sorting, distributing, metering, compacting, locomotive core, mixing or the like as ramming, vibrating conveyors, vibrating screens, vibrating tables, etc. In the various application cases, it is necessary to be able to adapt the oscillation frequency, the oscillation deflection and in particular the excitation force to the respective requirements. For this purpose, the speed of the unbalance can be changed in order to set the vibration frequency accordingly. The oscillation deflection can be influenced by the static moment of the unbalance, and the excitation force can be brought to the desired value by correspondingly changing the centrifugal force of the rotating unbalance, for example by adjusting the eccentricity or by adjusting the relative phase position of the rotationally fixed and the adjustable one with respect to the exciter shaft Unbalanced mass. If the individual parameters for adapting the device to the respective operating state are set to the required value only when the device is at a standstill, this leads to economically disadvantageous interruptions in operation. An exact, economically justifiable setting of the device can in most cases only be carried out during operation, since, owing to the quadratic dependence of the excitation force on the number of oscillations, a larger number of readjustments would be necessary when the vehicle is at a standstill, which are associated with uneconomical interruptions in operation.
Es ist bekannt, bei Schwingungserregern mit mehreren Unwuchtwellen Paare dieser Unwuchtwellen in ihrer relativen Phasenlage so gegeneinander zu verdrehen, dass sich die Schwingungsgrössen durch vektorielle Addition oder Subtraktion entsprechend vergrössern oder verkleinern. Die Verstellung der Phasenlage erfolgt mit Hilfe von Getrieben, beispielsweise Planeten-, Kegelrad-, Differential- oder Schraubgetrieben, die mit erheblichem Kostenaufwand verbunden sind und zumeist keinen kompakten Aufbau einer Maschine ermöglichen. Derartig komplizierte Getriebeeinrichtungen findet man nach dem Stand der Technik auch bei Schwingungserregern mit einer einzigen Unwuchtwelle, die bezüglich der Welle drehfeste und verstellbare bzw. verdrehbare Unwuchtteile enthält, wobei der Relativwinkel der beiden Unwuchtteile mit zumeist gleicher Exzentrizität durch diese Getriebe veränderbar ist, so dass die resultierende Schwingungsgrösse von der Erregerkraft Null (Kompensation der Unwuchtteile bei bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegender Anordnung) bis zu einem Maximum eingestellt werden kann (axiale Ausrichtung der Unwuchtteile). Insbesondere bei den bekannten Schwingungserzeugern mit einer einzigen Unwuchtwelle, bei denen ein kompakter und handlicher Betrieb angestrebt wird, nehmen die zu der Verstellung der Unwuchtteile erforderlichen Mittel, nämlich die vorgenannten Getriebe, in der Regel bei wirtschaftlich vertretbarem Konstruktionsaufwand erheblich Raum ein. Zwecks Verminderung des Getriebeaufwands zur Einstellung des Relativwinkels zwischen den bezüglich zueinander verstellbaren Unwuchtmassen ist es bekannt, die Erregerkraft der Schwingungserreger drehzahlabhängig unter Ausnutzung der Fliehkraft der Unwuchten während eines Betriebs einzustellen. (DE-OS 2 553 800). Die Erregerwelle weist bei dieser bekannten Ausführungsform einen exzentrisch zur Wellenachse angeordneten Absatz auf, auf dem die verdrehbare Unwuchtmasse gelagert ist, wobei zwischen drehfester Unwuchtmasse und verdrehbarer Unwuchtmasse ein in Umfangsrichtung wirkendes Federelement eingesetzt ist, dessen Rückstellkraft gegen das Fliehkraftmoment der verdrehbaren Unwuchtmasse während eines Laufs bei Nicht-Arretierung wirkt und demzufolge bei Veränderung der Betriebsdrehzahl eine Winkelverstellung zwischen den Unwuchtmassen ermöglicht wird. Nach dem Einstellen eines Winkels werden Feststellmittel zur Arretierung der drehbaren Unwuchtmasse auf der Erregerwelle betätigt. Obgleich diese bekannte Schwingungsvorrichtung im Hinblick auf ihren robusten kompakten Aufbau und ihre Betriebssicherheit und ihre einfache und schnelle Verstellbarkeit wesentliche Vorteile gegenüber anderen bekannten Ausführungsformen aufweist, wird die drehzahlabhängige Einstellung der Erregerkraft, die ausschliesslich während eines Betriebs möglich ist, in vielen Fällen als störend empfunden. It is known in the case of vibration exciters with several unbalanced shafts to rotate pairs of these unbalanced shafts relative to one another in their relative phase position in such a way that the vibration quantities increase or decrease accordingly by vectorial addition or subtraction. The phase position is adjusted with the aid of gears, for example planetary, bevel gear, differential or screw gears, which are associated with considerable costs and mostly do not allow a compact structure of a machine. Such complicated gear devices can also be found in the prior art in vibration exciters with a single unbalanced shaft that contains rotatable and adjustable or rotatable unbalanced parts with respect to the shaft, the relative angle of the two unbalanced parts being variable by means of these gears with mostly the same eccentricity, so that the resulting vibration magnitude can be set to a maximum from the excitation force zero (compensation of the unbalance parts when the arrangement is diametrically opposite with respect to the axis of rotation) (axial alignment of the unbalance parts). Particularly in the case of the known vibration generators with a single unbalance shaft, in which compact and handy operation is aimed for, the means required for the adjustment of the unbalance parts, namely the aforementioned gears, generally take up considerable space with an economically justifiable design effort. In order to reduce the amount of gear required to set the relative angle between the unbalanced masses that can be adjusted with respect to one another, it is known to set the excitation force of the vibration exciter as a function of speed using the centrifugal force of the unbalance during operation. (DE-OS 2 553 800). In this known embodiment, the excitation shaft has a shoulder arranged eccentrically to the shaft axis, on which the rotatable unbalanced mass is mounted, a spring element acting in the circumferential direction being inserted between the rotatable unbalanced mass and rotatable unbalanced mass, the restoring force of which against the centrifugal moment of the rotatable unbalanced mass during a run Non-locking acts and consequently an angular adjustment between the unbalanced masses is made possible when the operating speed changes. After setting an angle, locking means for locking the rotatable unbalanced mass on the exciter shaft are actuated. Although this known vibration device has significant advantages over other known embodiments with regard to its robust, compact structure and its operational safety and its simple and quick adjustability, the speed-dependent adjustment of the excitation force, which is only possible during operation, is perceived as disturbing in many cases.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schwingungserregers mit verstellbarer Unwucht der eingangs genannten Art, bei der bei einfachem Aufbau eine exakte und zuverlässige Einstellung der Unwucht drehrichtungs- und insbesondere drehzahlunabhängig ermöglicht ist. The object of the invention is to provide a vibration exciter with adjustable imbalance of the type mentioned, in which an exact and reliable adjustment of the imbalance is possible regardless of the direction of rotation and, in particular, speed, with a simple structure.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen zur Erregerwelle konzentrischen, auf der in jeder Verstellage arretierbaren zweiten Unwuchtmasse angeordneten Zahnkranz, in den eine an der ersten Unwuchtmasse befestigte, tangential zum Zahnkranz hin und her bewegliche, betätigbare Verstellklinke in Eingriff bringbar ist. The object on which the invention is based is achieved by a gear rim which is concentric with the excitation shaft and is arranged on the second unbalanced mass which can be locked in each adjustment position and into which an actuatable adjusting pawl which is fastened to the first unbalanced mass and can be moved tangentially to the gear rim can be brought into engagement.
Durch die Verwendung einfachster mechanischer Mittel in Form von Zahnkranz und Verstellklinke wird nicht nur ein kompakter Aufbau und eine kostengünstige Fertigung erzielt, sondern es ist die Erregerkraft eines Schwingungssystems auf einfache Weise extern praktisch beliebig und zuverlässig einstellbar. Zahnkranz und Verstellklinke können The use of the simplest mechanical means in the form of a toothed ring and adjusting pawl not only achieves a compact structure and cost-effective production, but the excitation force of a vibration system can be set externally in a simple manner, practically arbitrarily and reliably. Gear rim and pawl can
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als separate Bauteile leicht hergestellt und in Unwuchtmaschinen montiert werden. Von Vorteil ist insbesondere die einfache Austauschbarkeit von Zahnkranz und Verstellklinke, die einem erhöhten Verschleiss während eines Betriebs unterliegen. Auch können bekannte Unwuchteinrichtungen auf einfache Weise mit Hilfe der erfindungsgemässen Mittel umgerüstet werden. Die Unwuchtverstellung gemäss der Erfindung erfolgt drehrichtungs- und drehzahlunabhängig, beispielsweise über eine einfache Methode digitaler Druckmittelzuführung. easily manufactured as separate components and assembled in unbalance machines. A particular advantage is the simple interchangeability of the ring gear and adjusting pawl, which are subject to increased wear during operation. Known unbalance devices can also be converted in a simple manner using the means according to the invention. The unbalance adjustment according to the invention is independent of the direction of rotation and speed, for example via a simple method of digital pressure medium supply.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die zweite Unwuchtmasse gegen eine konzentrische Anschlagfläche an der ersten Unwuchtmasse mittels einer Feder vorzuspannen. Auf der Anschlagfläche kann insbesondere ein Reibbelag ausgebildet sein. Die Feder wird vorteilhaft durch einen Tellerfedersatz gebildet, der konzentrisch um die Erregerwelle angeordnet und an dieser abgestützt ist. Die Kraft-Weg-Kennlinie des Tellerfedersatzes verläuft im gewählten Vorspannwegbereich quasi ohne Steigung. Auf diese einfache und kompakte Weise wird eine in jeder Versteilage arretierbare zweite Unwuchtmasse geschaffen, wobei der Tellerfedersatz mit definierter Anpresskraft an die Reibfläche der ersten Unwuchtmasse angedrückt wird. Durch die quasi konstante Vorspannkraft bleibt auch bei Setzungen, z.B. infolge Reibbelagabnutzung, die gewollte Anpresskraft erhalten. Durch den definierten Reibschluss ist eine ungewollte Positionsänderung bzw. Winkelverstellung der beiden Massen zueinander infolge von Trägheitskräften ausgeschlossen. According to an advantageous development of the invention, provision is made for the second unbalanced mass to be preloaded against a concentric stop surface on the first unbalanced mass by means of a spring. In particular, a friction lining can be formed on the stop surface. The spring is advantageously formed by a disc spring set, which is arranged concentrically around the excitation shaft and supported on it. The force-displacement characteristic curve of the disc spring set runs in the selected preload travel area practically without an incline. In this simple and compact manner, a second imbalance mass that can be locked in each adjustment position is created, the disc spring set being pressed onto the friction surface of the first imbalance mass with a defined contact pressure. Due to the quasi-constant prestressing force, even when settling, e.g. due to wear of the friction lining, the desired contact pressure is maintained. The defined frictional engagement prevents an unwanted change in position or angular displacement of the two masses from one another as a result of inertial forces.
Die Kraft-Weg-Kennlinien bekannter Tellerfedern verlaufen im allgemeinen proportional steigend mit leicht depressiver Charakteristik. Demgegenüber werden bei der Erfindung besondere Tellerfedern verwendet, bei denen die Spannkraft bis zu einem gewissen Federweg zunimmt, die Zunahme letztlich immer geringer wird und schliesslich sogar bei weiterer Einfederung ein leichter Rückgang der Spannkraft stattfindet. Dieser Bereich wird als Vorspannwegbereich ausgenützt, wobei eine quasi konstant wirkende Federkraft in einem gewissen Wegtoleranzbereich erhalten wird. The force-displacement characteristics of known disc springs generally increase proportionally with a slightly depressive characteristic. In contrast, special disc springs are used in the invention, in which the clamping force increases up to a certain spring travel, the increase ultimately becomes ever smaller and finally, even with further deflection, there is a slight decrease in the clamping force. This area is used as a preload travel area, whereby a quasi-constant spring force is obtained in a certain travel tolerance range.
Die zweite Unwuchtmasse ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung über Nadellager auf der Erregerwelle abgestützt. In a further advantageous embodiment of the invention, the second unbalanced mass is supported on the exciter shaft via needle bearings.
Bei einer weiteren zweckmässigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei zwei auf der Erregerwelle drehfest verbundenen, axial ausgerichteten und sich in einem Abstand befindlichen ersten Unwuchtmassen eine einzige verstellbare zweite Unwuchtmasse vorgesehen ist, die zwischen den ersten Unwuchtmassen liegt, wobei die Tellerfedern an der ersten Unwuchtmasse abgestützt sind, die nicht die Anschlagfläche aufweist. In a further expedient embodiment of the invention, it is provided that in the case of two first unbalanced masses which are connected in a rotationally fixed manner to the excitation shaft, are axially aligned and are at a distance, a single adjustable second unbalanced mass is provided, which lies between the first unbalanced masses, the disc springs on the first Unbalanced mass are supported, which does not have the stop surface.
Insbesondere ist der Zahnkranz auf der der Anschlagfläche der ersten Unwuchtmasse zugewandten Stirnseite der zweiten Unwuchtmasse ausgebildet. In particular, the ring gear is formed on the end face of the second unbalanced mass facing the stop surface of the first unbalanced mass.
Der Zahnkranz kann für eine leichte Montage oder Demontage an der zweiten Unwuchtmasse mittels Bolzen oder Schraubenverbindung angeflanscht sein. The ring gear can be flanged to the second unbalanced mass by means of bolts or screw connections for easy assembly or disassembly.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die in den Zahnkranz eingreifende Verstellklinke hydraulisch betätigbar ausgeführt ist. Insbesondere ist die Verstellklinke durch eine an der die Anschlagfläche aufweisenden ersten Unwuchtmasse befestigte, betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung hin und her bewegbar. Hierbei kann die Klinke in einer Querbohrung des Kolbens aufgenommen und darin über eine vorbestimmte Länge verschieblich geführt sein, und es kann der Eingriffsteil der Verstellklinke durch ein Langloch in der Zylinderwand seitlich vorstehen, wobei die Länge des Langlochs der maximalen Hublänge des Kolbens entspricht. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist der Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung gegen eine Rückstellfeder einseitig hydraulisch beaufschlagbar. Die Rückstellung des Kolbens kann dabei durch eine Gasfeder erfolgen, die durch eine Gaskammer an der nichthydraulisch beaufschlagten Stirnseite des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung bestimmt ist, wobei der Kolben gegenüber der Gaskammer durch eine Membran abgedichtet ist. It is particularly advantageous if the adjusting pawl engaging in the ring gear is designed to be hydraulically actuated. In particular, the adjusting pawl can be moved back and forth by an actuable piston-cylinder arrangement attached to the first unbalanced mass having the stop surface. Here, the pawl can be received in a transverse bore of the piston and can be displaceably guided therein over a predetermined length, and the engagement part of the adjusting pawl can protrude laterally through an elongated hole in the cylinder wall, the length of the elongated hole corresponding to the maximum stroke length of the piston. In a particularly simple embodiment, the piston of the piston-cylinder arrangement can be hydraulically loaded on one side against a return spring. The piston can be reset by a gas spring, which is determined by a gas chamber on the non-hydraulically loaded end face of the cylinder of the piston-cylinder arrangement, the piston being sealed off from the gas chamber by a membrane.
In der freien Stirnseite der Gaskammer ist insbesondere eine axiale Stellschraube angeordnet, die einen verstellbaren Anschlag für den Hydraulikkolben schafft. In the free end face of the gas chamber, in particular an axial adjusting screw is arranged, which creates an adjustable stop for the hydraulic piston.
Anstelle der Gasfeder kann jedoch auch eine Druckfeder Verwendung finden, die an der nichthydraulisch beaufschlagten Stirnseite des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung und der entsprechenden Kolbenstirnseite abgestützt ist. Instead of the gas spring, however, a compression spring can also be used, which is supported on the non-hydraulically loaded end face of the cylinder of the piston-cylinder arrangement and the corresponding piston end face.
Eine besonders zweckmässige und kompakte Ausgestaltung kennzeichnet sich dadurch, dass die Verstellklinke in der Kolben-Zylinder-Anordnung selbst als hydraulisch betätigbarer weiterer Kolben und die Querbohrung des Kolbens als weiterer Zylinderraum ausgebildet sind. A particularly expedient and compact embodiment is characterized in that the adjusting pawl in the piston-cylinder arrangement itself is designed as a hydraulically actuated additional piston and the transverse bore of the piston as an additional cylinder space.
Vorteilhaft wird dabei das gleiche hydraulische System verwendet, indem die Verstellklinke mit der Kolben-Zylinder-Anordnung hydraulisch verbunden ist. The same hydraulic system is advantageously used in that the adjusting pawl is hydraulically connected to the piston-cylinder arrangement.
Der Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung kann auf seiner hydraulisch beaufschlagbaren Seite hohl ausgebildet sein, und es kann in der Bodenwand der Hohlausbildung eine Hydraulikzuführung zur Verstellklinke verlaufen. The piston of the piston-cylinder arrangement can be hollow on its hydraulically loadable side, and a hydraulic feed to the adjusting pawl can run in the bottom wall of the hollow formation.
Die Querbohrung des Kolbens weist einen Absatz auf, der als Anschlag für die Verstellklinke dient. The transverse bore of the piston has a shoulder that serves as a stop for the adjusting pawl.
Die Verstellklinke in der Querbohrung des Kolbens ist bei einer besonders zweckmässigen Ausgestaltung in Richtung Zahnkranz durch eine Druckfeder vorgespannt. Dadurch bleibt die Verstellklinke auch dann in einem Eingriff im Zahnkranz, wenn keine hydraulische Kraft angelegt ist. Greift die Verstellklinke hierbei voll in den Zahnkranz ein, so wird eine zusätzliche Rast oder Arretierung neben dem Reibschluss zwischen der drehfesten und der drehbeweglichen Unwuchtmasse geschaffen. The adjusting pawl in the transverse bore of the piston is biased by a compression spring in a particularly expedient embodiment in the direction of the ring gear. As a result, the adjusting pawl remains in engagement in the ring gear even when no hydraulic force is applied. If the adjusting pawl engages fully in the toothed ring, an additional detent or locking is created in addition to the frictional connection between the non-rotatable and the rotatable unbalanced mass.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Zahnkranz ein Sägezahn- bzw. Sperrklinkenprofil auf, wobei das Profil des Eingriffteils der Verstellklinke entsprechend konfiguriert ist und eine Abschrägung besitzt, die beim Rückwärtshub des Kolbens zusammen mit der Verstellklinke als Rampe verwendbar ist, nämlich dann, wenn die Verstellklinke in der Querbohrung mittels Druckfeder vorgespannt ist. Zahnkranz und Verstellklinke besitzen dann Funktionswirkung einer Ratsche. In a further embodiment of the invention, the ring gear has a sawtooth or pawl profile, the profile of the engagement part of the adjusting pawl being configured accordingly and having a bevel which can be used as a ramp during the backward stroke of the piston together with the adjusting pawl, namely when the Adjustment pawl is pre-tensioned in the cross hole by means of a compression spring. The ring gear and adjusting pawl then function as a ratchet.
Ein Schwingungserreger, der eine in beiden Umfangs-richtungen verstellbare zweite Unwuchtmasse aufweist, ist zweckmässigerweise so ausgestaltet, dass auf der zweiten Unwuchtmasse ein weiterer Zahnkranz mit einem Sägezahnbzw. Sperrklinkenprofil angeordnet und eine zu diesem Zahnkranz gehörige weitere Verstellklinke vorgesehen ist, wobei das Sägezahnprofil bezüglich des ersten Zahnkranzes und der ersten Verstellklinke umgekehrt angeordnet ist. Sind wie bei einer vorgenannten vorteilhaften Ausführungsform zwei drehfeste erste Unwuchtmassen vorgesehen, so ist bevorzugt die weitere Verstellklinke an der drehfesten ersten Unwuchtmasse befestigt, die nicht in einem Reibschluss mit der verstellbaren Unwuchtmasse steht. Beide Versteilvorrichtungen können im Betrieb wahlweise betätigt werden, wobei bei einer Betätigung der einen die Verstellklinke der anderen nicht in den zugehörigen Zahnkranz eingreift. A vibration exciter, which has a second unbalanced mass adjustable in both circumferential directions, is expediently designed in such a way that on the second unbalanced mass a further ring gear with a sawtooth or. Pawl profile is arranged and a further adjusting pawl belonging to this ring gear is provided, the sawtooth profile being arranged in reverse with respect to the first ring gear and the first adjusting pawl. If two non-rotatable first unbalanced masses are provided, as in the aforementioned advantageous embodiment, the further adjusting pawl is preferably attached to the non-rotatable first unbalanced mass, which is not in frictional engagement with the adjustable unbalanced mass. Both adjustment devices can be operated selectively during operation, the actuating pawl of the other not engaging the associated toothed ring when one is actuated.
Bei einer anderen alternativen Ausführungsform eines in beiden Richtungen verstellbaren Schwingungserregers weist der Zahnkranz Evolventenprofil auf, und es ist die Kolben-Zylinder-Anordnung beidseitig hydraulisch beaufschlagbar. In another alternative embodiment of a vibration exciter that is adjustable in both directions, the ring gear has an involute profile, and the piston-cylinder arrangement can be acted upon hydraulically on both sides.
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Insbesondere kann ein separater Steuerkolben für die Verstellklinke vorgesehen sein, durch den jeweils nur von der druckbeaufschlagten Kolbenseite her Druckmittel zuführbar ist. In particular, a separate control piston can be provided for the adjusting pawl, through which pressure medium can only be supplied from the pressurized piston side.
Der Anschluss an eine Hydraulikquelle ist vorteilhaft so getroffen, dass die Hydraulikseite des Zylinders der Kolben-Zylinder-Anordnung durch ein Bohrungssystem in der Erregerwelle und der Unwuchtmasse an einen Hydromotor und/oder eine externe Druckölquelle angeschlossen ist. The connection to a hydraulic source is advantageously made such that the hydraulic side of the cylinder of the piston-cylinder arrangement is connected to a hydraulic motor and / or an external pressure oil source through a bore system in the exciter shaft and the unbalanced mass.
Insbesondere weist das Bohrungssystem eine Axialbohrung in der antreibbaren Erregerwelle auf, die mit der hohlgebohrten Abtriebswelle des stationären Hydromotors bzw. der externen stationären Druckölquelle im wesentlichen ausgerichtet ist, und es geht das äusserste Ende der Axialbohrung in eine grössere Axialbohrung über, in der ein Stecknippel mit einer Umfangsabdichtung eingesetzt ist, der seinerseits über ein flexibles Schlauchstück mit der hohlgebohrten Abtriebswelle des Hydromotors bzw. der externen Druckölquelle verbunden ist. Hierbei steht die hohlgebohrte Abtriebswelle des Hydromotors mit dem Leckölraum des Motors in Verbindung, und es kann durch entsprechende Druckvorspannung des Leckölabflusses bzw. durch Anlegen einer externen Druckölquelle an diesen Leckölabfluss die in-tervallmässige Beaufschlagung der Verstellvorrichtung in einfacher Weise vorgenommen werden. In particular, the bore system has an axial bore in the drivable excitation shaft, which is essentially aligned with the hollow-bored output shaft of the stationary hydraulic motor or the external stationary pressure oil source, and the extreme end of the axial bore merges into a larger axial bore in which a plug-in nipple is attached a peripheral seal is used, which in turn is connected via a flexible piece of hose to the hollow drilled output shaft of the hydraulic motor or the external pressure oil source. Here, the hollow-drilled output shaft of the hydraulic motor is connected to the leakage oil chamber of the motor, and the pressure can be applied to the adjustment device in a simple manner by appropriate pressure preloading of the leakage oil discharge or by applying an external pressure oil source to this leakage oil discharge.
Eine vorteilhafte Weiterbildung kennzeichnet sich dadurch, dass die Verstellklinken schwenkbar am einseitig hydraulisch beaufschlagbaren Kolben einer Kolben-Zylinder-Anordnung angeordnet ist, derart, dass während eines mittels Druckfeder bewirkten Rückwärtshubes des Kolbens die Verstellklinke durch einen zugeordneten Zahnrücken eines Zahns des Zahnkranzes kippbar und in den angrenzenden Zahn einrückbar ist. Dabei kann die Verstellklinke, die exzentrisch am Kolben angelenkt ist, durch die während eines Betriebs auftretende Fliehkraft in den angrenzenden Zahn des Zahnkranzes eingerückt werden. An advantageous further development is characterized in that the adjusting pawls are pivotally arranged on the piston of a piston-cylinder arrangement that can be hydraulically loaded on one side, such that during a reverse stroke of the piston effected by means of a compression spring, the adjusting pawl can be tilted by an associated tooth back of a tooth of the ring gear and into the adjacent tooth can be engaged. The adjusting pawl, which is articulated eccentrically on the piston, can be pushed into the adjacent tooth of the ring gear by the centrifugal force that occurs during operation.
Im Prinzip betrifft somit die Erfindung ein rotierendes Zweimassen-Erregersystem, bei welchem eine Masse drehfest mit der Erregerwelle verbunden und die zweite Masse drehbeweglich mittels definiertem Reibschluss an der ersten Masse angekoppelt ist, wobei eine Verstellvorrichtung zur Änderung der Drehwinkelposition beider Massen zueinander dient und eine Arretierung der drehbeweglichen Masse in jeder Verstellposition mittels definiertem Reibschluss erfolgt. Die Verstellung erfolgt drehrichtungs- und drehzahlunabhängig mittels einer einfachen Methode digitaler Druckmittelzuführung, und zwar einfach wirkend, d.h. in eine Umfangsrichtung, wiewohl auch bei vorteilhaften Ausführungsformen doppelt wirkend, d.h. in beide Umfangs-richtungen. In principle, the invention thus relates to a rotating two-mass excitation system in which one mass is connected in a rotationally fixed manner to the excitation shaft and the second mass is rotatably coupled to the first mass by means of a defined frictional engagement, an adjusting device serving to change the angular position of the two masses relative to one another and a locking mechanism of the rotating mass in each adjustment position by means of a defined frictional connection. The adjustment is independent of the direction of rotation and speed by means of a simple method of digital pressure medium supply, and it has a single-acting effect, i.e. in a circumferential direction, although double-acting even in advantageous embodiments, i.e. in both circumferential directions.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen: The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawing; show it:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Schwingungserregers mit einer Verstellvorrichtung, 1 shows an axial section of a vibration exciter with an adjusting device,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 die Verstellklinke gemäss den Fig. 1 und 2 mit zugehörigem Hydraulikanschluss in einem vergrösserten Massstab, 2 shows a cross section along the line A-B in FIG. 1, FIG. 3 shows the adjusting pawl according to FIGS. 1 and 2 with the associated hydraulic connection on an enlarged scale,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform mit einem weiteren Zahnkranz und einer zugehörigen Verstellklinke zwecks einer Verstellbarkeit in beiden Umfangsrichtungen, 4 shows a second embodiment with a further ring gear and an associated adjustment pawl for the purpose of adjustability in both circumferential directions,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer reversiblen Verstellvorrichtung mit einem einzigen Zahnkranz mit Evolventenprofil und doppelt wirkendem Hydraulikkolben sowie separatem Steuerkolben, 5 shows a third embodiment of a reversible adjustment device with a single toothed ring with involute profile and double-acting hydraulic piston and separate control piston,
Fig. 6 die Einzelheit nach Fig. 5 im Bereich des separaten Steuerkolbens im Schnitt, 6 shows the detail according to FIG. 5 in the area of the separate control piston in section,
Fig. 7 eine vierte Ausführungsform ähnlich der Fig. 4 mit zwei Verstellklinken, 7 shows a fourth embodiment similar to FIG. 4 with two adjusting pawls,
Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform mit einer kippbaren Verstellklinke und Fig. 8 shows a fifth embodiment with a tiltable pawl and
Fig. 9 eine sechste Ausführungsform mit einer kippbar vorgespannten Verstellklinke. Fig. 9 shows a sixth embodiment with a tiltably biased adjustment pawl.
Nach Fig. 1 und 2 ist die Erregerwelle 1 des Schwingungserregers auf einem die Schwingungserregung übertragenden Rahmen 33 über Rollenlager 2, 2' axial fixiert gelagert. Auf dem Wellenabschnitt zwischen den Lagerstellen sind drei Unwuchtmassen 3, 3' und 4 angeordnet, wobei die beiden ersten Unwuchtmassen 3, 3' drehfest bezüglich der Erregerwelle 1 in einem Abstand voneinander axial ausgerichtet befestigt sind, während die Unwuchtmasse 4 relativ zur Erregerwelle 1 drehbeweglich über Nadellager 35 abgestützt und zwischen den beiden ersten drehfesten Unwuchtmassen 3, 3' angeordnet ist. Die drehbewegliche zweite Unwuchtmasse 4 wird in Axialrichtung der einen drehfesten (in Fig. 1 rechten) Unwuchtmasse 3' eine konzentrische Anschlagfläche 30 mit einem Reibbelag 5 ausgebildet ist, der mit einer entsprechenden Wirkfläche der zweiten Unwuchtmasse 4 in einem Eingriff ist. 1 and 2, the excitation shaft 1 of the vibration exciter is axially fixed on a frame 33 transmitting the vibration excitation via roller bearings 2, 2 '. Three unbalanced masses 3, 3 'and 4 are arranged on the shaft section between the bearing points, the two first unbalanced masses 3, 3' being fastened in a rotationally fixed manner with respect to the exciter shaft 1 at a distance from one another, while the unbalanced mass 4 is rotatable relative to the exciter shaft 1 Needle bearing 35 is supported and arranged between the first two rotationally unbalanced masses 3, 3 '. The rotatable second unbalanced mass 4 is formed in the axial direction of the one rotationally fixed (in FIG. 1 right) unbalanced mass 3 ', a concentric stop surface 30 with a friction lining 5, which is in engagement with a corresponding active surface of the second unbalanced mass 4.
Der Tellerfedersatz 6 ist konzentrisch um die Erregerwelle 1 angeordnet und stützt sich an dieser oder an der anderen drehfesten Unwuchtmasse 3 ab, die nicht die Anschlagfläche 30 aufweist. Die definierte Anpresskraft an den Reibbelag 5 wird insbesondere durch Tellerfedern erreicht, deren Kraft-Weg-Kennlinie in einem bestimmten Bereich quasi steigungslos verläuft, so dass auch bei Setzungen, z.B. infolge Reibbelagabnutzung, die gewollte Anpresskraft erhalten bleibt und eine ungewollte Positionsänderung der beiden relativ zueinander beweglichen Massenteile infolge von Trägheitskräften ausgeschlossen ist. Es ist ersichtlich, dass aufgrund des Reibschlusses zwischen den beiden relativ zueinander verdrehbaren Unwuchtmassen eine Positionsfixierung bzw. Arretierung in jeder Verstellage möglich ist. The plate spring set 6 is arranged concentrically around the excitation shaft 1 and is supported on this or on the other rotationally fixed unbalanced mass 3, which does not have the stop surface 30. The defined contact pressure on the friction lining 5 is achieved, in particular, by disc springs, the force-displacement characteristic of which, in a certain range, runs virtually without an incline, so that even when settling, e.g. as a result of wear of the friction lining, the desired contact pressure is maintained and an unwanted change in position of the two mass parts which are movable relative to one another as a result of inertial forces is excluded. It can be seen that due to the frictional connection between the two unbalanced masses which can be rotated relative to one another, a position fixing or locking is possible in each adjustment position.
An die zweite drehbewegliche Unwuchtmasse 4 ist im Bereich der Wirkfläche für den Reibschluss mit der drehfesten Unwuchtmasse 3' ein Zahnkranz 7 angeflanscht, der auf seinem gesamten Umfang lückenlos mit einem Sägezahnprofil bzw. mit einer Sperrklinkenverzahnung versehen ist (vgl. Fig. 2). In den Zahnkranz 7 greift eine Verstellklinke 18 ein, die bei entsprechender Betätigung, d.h. einer taktweisen Hin- und Herbewegung in Tangentialrichtung bezüglich des Zahnkranzes im Bereich des Eingriffpunktes, den Zahnkranz 7 samt drehbeweglicher Unwuchtmasse 4 unter Überwindung des Reibmomentes zwischen der drehbeweglichen Unwuchtmasse 4 und der drehfesten Unwuchtmasse 3' um einen dem Hub der Verstellklinke 18 entsprechenden Winkelbetrag weiter bewegt und somit die drehbewegliche Unwuchtmasse 4 bezüglich der beiden anderen ersten Unwuchtmassen 3, 3' verstellt. Bei einem einzigen Verstellschritt wird vorzugsweise der Zahnkranz 7 um einen einzigen Zahn vorwärtsbewegt. A toothed ring 7 is flanged to the second rotatable unbalanced mass 4 in the area of the active surface for frictional engagement with the rotationally fixed unbalanced mass 3 ', which is provided with a sawtooth profile or a pawl toothing on its entire circumference (see FIG. 2). An adjustment pawl 18 engages in the ring gear 7, which, when actuated accordingly, i.e. a cyclical reciprocating movement in the tangential direction with respect to the ring gear in the area of the point of engagement, the ring gear 7 together with the rotating unbalanced mass 4 while overcoming the frictional torque between the rotating unbalanced mass 4 and the non-rotating unbalanced mass 3 'by an angular amount corresponding to the stroke of the adjusting pawl 18 and thus the rotatable unbalanced mass 4 is adjusted with respect to the other two first unbalanced masses 3, 3 '. In a single adjustment step, the ring gear 7 is preferably moved forward by a single tooth.
Die Verstellklinke 18 ist hydraulisch betätigbar und in einer Verstellvorrichtung in Form einer Kolben-Zylinder-Anordnung 8 beweglich befestigt, und zwar in einer Querbohrung 28 des Kolbens 16 der Kolben-Zylinder-Anordnung 8, wobei der Kolben 16 seinerseits in der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 hin und her beweglich ist. The adjusting pawl 18 can be actuated hydraulically and is movably fastened in an adjusting device in the form of a piston-cylinder arrangement 8, specifically in a transverse bore 28 of the piston 16 of the piston-cylinder arrangement 8, the piston 16 in turn in the piston-cylinder arrangement 8. Arrangement 8 is movable back and forth.
Der Aufbau der Kolben-Zylinder-Anordnung 8, die ihrerseits an der drehfesten gemäss Fig. 1 rechten Unwuchtmasse 3' über Schraubenverbindungen 37 befestigt ist, ist in grösserer Einzelheit in Fig. 3 gezeigt. Die Anordnung weist ein Zylindergehäuse 14 auf, in dem der die Querbohrung 28 enthaltende Kolben 26 verschieblich ist. Der Kolben 16 ist einseitig hydraulisch beaufschlagbar, und zwar über einen hydraulischen Durchgang 23 in dem Zylindergehäuse 14 (in The structure of the piston-cylinder arrangement 8, which in turn is fastened to the non-rotating unbalanced mass 3 'according to FIG. 1 via screw connections 37, is shown in greater detail in FIG. 3. The arrangement has a cylinder housing 14 in which the piston 26 containing the transverse bore 28 is displaceable. The piston 16 can be acted upon hydraulically on one side, specifically via a hydraulic passage 23 in the cylinder housing 14 (in
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
643 759 643 759
6 6
Fig. 3 rechts), und es wird das Zylindergehäuse 14 an seiner einen Stirnseite, die auf der Hydraulikseite des Kolbens 16 liegt, durch einen Abschluss 15 fluidabdichtend verschlossen. Fig. 3 right), and it is the cylinder housing 14 on its one end, which is on the hydraulic side of the piston 16, closed by a seal 15 fluid-tight.
Auf der anderen nichthydraulisch beaufschlagbaren Kolbenstirnseite ist eine Rückstellfeder in Form einer Gasfeder vorgesehen. Diese wird durch eine Gasfederkammer 17 bestimmt, die als Kappe 22 an das entsprechende stirnseitige Ende des Zylindergehäuses 14 gasdicht angeschlossen ist. Die Gaskammer 17, in der vorzugsweise Stickstoff als federndes Medium eingefüllt ist, wird gegenüber der zugewandten Kolbenstirnseite mittels einer elastischen Membran 21 abgedichtet. In der freien Stirnseite der Gaskammer 17 ist eine axiale Stellschraube 36 angeordnet, die einen definierten Anschlag für den Hydraulikkolben 16 schafft, so dass der Maximalhub des Kolbens und somit die maximale Hin- und Herbewegbarkeit der Verstellklinke 18 einstellbar ist. A return spring in the form of a gas spring is provided on the other end of the piston which cannot be acted on hydraulically. This is determined by a gas spring chamber 17, which is connected in a gas-tight manner as a cap 22 to the corresponding end of the cylinder housing 14. The gas chamber 17, in which nitrogen is preferably filled as the resilient medium, is sealed off from the facing piston end by means of an elastic membrane 21. An axial adjusting screw 36 is arranged in the free end face of the gas chamber 17 and creates a defined stop for the hydraulic piston 16, so that the maximum stroke of the piston and thus the maximum reciprocation of the adjusting pawl 18 can be adjusted.
In alternativer Ausführungsform kann anstelle der Gaskammer 17 als Rückstellfeder 34 auch eine mechanische Feder, z.B. eine Druckfeder, zum Rückstellen des einfach wirkenden, hydraulisch betätigbaren Kolbens vorgesehen sein. In an alternative embodiment, instead of the gas chamber 17, a mechanical spring, e.g. a compression spring can be provided for resetting the single-acting, hydraulically actuated piston.
Die in der Querbohrung 28 in Vertikalrichtung zur Hin-und Herbewegung des Kolbens 16 ihrerseits hin und her bewegliche Verstellklinke 18 steht durch ein Langloch 25 in der Zylinderwand 14 aus der Kolben-Zylinder-Anordnung seitlich vor, um im Betrieb in den zugehörigen Zahnkranz 7 einzugreifen. Die Axiallänge des Langlochs 25 wird durch den Hub des Kolbens 16 festgelegt. The adjusting pawl 18, which in turn is reciprocally movable in the transverse bore 28 in the vertical direction for the reciprocating movement of the piston 16, projects laterally through an elongated hole 25 in the cylinder wall 14 from the piston-cylinder arrangement in order to engage in the associated ring gear 7 during operation . The axial length of the elongated hole 25 is determined by the stroke of the piston 16.
Die Verstellklinke 26 nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 wird mittels einer Druckfeder 19 in Richtung Zahnkranz 7 (Fig. 2) vorgespannt, wobei in der maximalen Eingriffsstellung der Verstellklinke 18 diese an einen konzentrischen Absatz 40 in der Querbohrung 28 des Kolbens 16 an-stösst. The adjusting pawl 26 according to the exemplary embodiment in FIG. 3 is prestressed in the direction of the toothed ring 7 (FIG. 2) by means of a compression spring 19, with the adjusting pawl 18 abutting a concentric shoulder 40 in the transverse bore 28 of the piston 16 in the maximum engagement position .
Der Kolben 16 ist an seinen beiden stirnseitigen Enden hohl ausgebildet und weist in der Bodenwand 38 auf der Hydraulikseite eine Hydraulikzuführung für die Verstellklinke 18 auf, die ihrerseits funktionsmässig als Kolben mit entsprechenden Abdichtungsteilen ausgebildet ist, während die Querbohrung 28 des Kolbens 16 als weiterer Zylinder wirkt und durch die Hydraulikzuführung 24 mit Hilfe des gleichen Hydraulikmediums hydraulisch beaufschlagbar ist, welches auch für die Betätigung des Kolbens 16 vorgesehen ist. Ein Abschlussstück 20 schliesst die Querbohrung 28 auf ihrer Stirnseite hydraulisch fest ab, die nicht für den Durchtritt der Verstellklinke 18 zwecks Eingriff mit dem Zahnkranz 7 vorgesehen ist. The piston 16 is hollow at its two ends and has a hydraulic feed for the adjusting pawl 18 in the bottom wall 38 on the hydraulic side, which in turn is functionally designed as a piston with corresponding sealing parts, while the transverse bore 28 of the piston 16 acts as a further cylinder and can be acted upon hydraulically by the hydraulic supply 24 with the aid of the same hydraulic medium which is also provided for the actuation of the piston 16. An end piece 20 hydraulically closes off the transverse bore 28 on its end face, which is not provided for the passage of the adjusting pawl 18 for engagement with the ring gear 7.
Die Druckbeaufschlagung der Verstellklinke 18 mit Hilfe des gleichen Hydraulikmediums, mit dem der Kolben 16 betätigt wird, hat den Vorteil, dass der Verstellvorgang auch bei umlaufendem Erregersystem durchgeführt werden kann und die Verstellklinke 18 in jedem Fall gegen die Fliehkraft im Eingriff gehalten wird. Durch die Vorspannung der Verstellklinke 18 mittels Druckfeder 19 in Richtung Zahnkranz wird dann, wenn der Eingriffsteil der Verstellklinke 18 maximal ausgefahren ist, eine zusätzliche Rast oder Arretierung für die drehbewegliche Unwuchtmasse 4 geschaffen, die den bereits vorhandenen Reibschluss unterstützt. Diese Rast ist selbst dann wirksam, wenn das Hydrauliksystem entlastet ist. Somit wird ein zusätzliches Arretierungssystem geschaffen, das selbst bei Ausfall des ersten Arretierungssystems (Reibschlussverbindung) infolge eines Reibbelagverschleis-ses noch für eine einwandfrei fixierte Verstellung sorgt. The pressurization of the adjusting pawl 18 with the aid of the same hydraulic medium with which the piston 16 is actuated has the advantage that the adjusting process can also be carried out when the excitation system is rotating and the adjusting pawl 18 is in any case held in engagement against the centrifugal force. By prestressing the adjusting pawl 18 by means of a compression spring 19 in the direction of the ring gear, when the engaging part of the adjusting pawl 18 is extended to the maximum, an additional catch or arrest for the rotatable unbalanced mass 4 is created, which supports the already existing frictional engagement. This rest is effective even when the hydraulic system is relieved. An additional locking system is thus created which, even in the event of failure of the first locking system (frictional connection) due to wear of the friction lining, ensures that the adjustment is properly fixed.
Die Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylinder-Anord-nung 8 erfolgt vorzugsweise durch ein Bohrungssystem 9,9', 9" in der Erregerwelle 1 und in der ersten drehfesten Unwuchtmasse 3', wobei das Bohrungssystem 9,9', 9" auf der Kolbenseite mit dem Hydraulikanschluss 23 in der Zylinderwand 14 der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 verbunden ist, während die externe Druckmittelzufuhr über einen Stecknippel 11 erfolgt, der in der bezüglich der Axialbohrung 9 des Bohrungssystems 9, 9', 9" erweiterten Axialbohrung 10 um-s fangsabdichtend eingesetzt ist und mittels eines flexiblen Schlauchstücks 12 an die hohlgebohrte Abtriebswelle eines Hydromotors 13 angeschlossen ist, wobei die hohlgebohrte Abtriebswelle des Hydromotors mit dem Motorleckölraum in Verbindung steht und durch entsprechende Druckvor-lo Spannung des Leckölabflusses eine intervallmässige Beaufschlagung der Verstellvorrichtung in einfacher Weise vorgenommen werden kann. The piston-cylinder arrangement 8 is preferably pressurized by a bore system 9.9 ', 9 "in the excitation shaft 1 and in the first rotationally unbalanced mass 3', the bore system 9.9 ', 9" on the piston side is connected to the hydraulic connection 23 in the cylinder wall 14 of the piston-cylinder arrangement 8, while the external pressure medium is supplied via a plug-in nipple 11, which seals in the axial bore 10 by-sec in the axial bore 10 which is enlarged with respect to the axial bore 9 of the bore system 9, 9 ', 9 " is inserted and connected by means of a flexible piece of hose 12 to the hollow drilled output shaft of a hydraulic motor 13, the hollow drilled output shaft of the hydraulic motor being connected to the engine leakage oil chamber and an appropriate intermittent loading of the adjusting device can be carried out by appropriate pressure preloading of the leakage oil drain .
Die vorstehend beschriebene hydraulisch betätigbare Verstellklinke 18 ist einfach wirkend, d.h. sie ermöglicht eine 15 Verstellung der verdrehbaren Unwuchtmasse 4 in eine Um-fangsrichtung. Bei Druckentlastung wird mittels der Rückstellfeder 34 des Kolbens 16 die Verstellklinke 18 aus der Maximalhubstellung (in Fig. 3 links) in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wobei der Eingriffsteil der Verstellklinke 18 20 mit der Abschrägung 26 in einen nachfolgenden Zahn des Zahnkranzes aufgrund der Vorspannung der Verstellklinke 18 mittels Druckfeder 19 einrastet, so dass gegebenenfalls ein neuer Verstellschritt durchgeführt werden kann. The hydraulically actuated adjustment pawl 18 described above is single-acting, i.e. it enables the rotatable unbalanced mass 4 to be adjusted in a circumferential direction. When the pressure is released, the return pawl 18 of the piston 16 moves the adjusting pawl 18 from the maximum stroke position (left in FIG. 3) to the starting position, the engagement part of the adjusting pawl 18 20 with the bevel 26 in a subsequent tooth of the ring gear due to the pretensioning of the adjusting pawl 18 engages by means of compression spring 19, so that a new adjustment step can be carried out if necessary.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist eine doppelt 25 wirkende Verstellung vorgesehen, d.h. eine Verstellung der verdrehbaren Unwuchtmasse 4 in beide Umfangsrichtungen. Dabei ist neben dem vorgenannt beschriebenen Sägezahnkranz 7 samt zugehöriger Verstellklinke 18 ein weiterer Zahnkranz 7" mit umgekehrt angeordneten Sperrklinken-30 zähnen und zugehörigem zweiten Verstellzylinder 8' vorgesehen, welcher sinngemäss an der ersten drehfesten Unwuchtmasse 3 angebracht ist. Die für den zweiten Verstellzylinder notwendige zweite Druckmittelzuführung erfolgt vom freien Wellenende her über eine normale Drehdurch-35 führung von einer separat angesteuerten Druckquelle, d.h. es ist auf dem der Motorseite abgewandten freien Wellenende 46 eine Drehdurchführung 47 gemäss Fig. 4 drehbeweglich gelagert. Die Zuführung erfolgt hierbei von einer in der Figur nichtdargestellten externen Druckquelle über die Zu-40 leitung 48 und durch die Drehdurchführung über das Bohrungssystem 49,49', 49" zur Kolben-Zylinder-Anordnung 8'. In the embodiment according to Fig. 4, a double-acting adjustment is provided, i.e. an adjustment of the rotatable unbalanced mass 4 in both circumferential directions. In addition to the above-described sawtooth ring 7 together with the associated adjusting pawl 18, a further ring gear 7 "with reversely arranged pawls 30 teeth and associated second adjusting cylinder 8 'is provided, which is correspondingly attached to the first rotationally fixed unbalanced mass 3. The second necessary for the second adjusting cylinder Pressure medium is supplied from the free shaft end via a normal rotary feed-through from a separately controlled pressure source, ie a rotary feed-through 47 according to Fig. 4 is rotatably mounted on the free shaft end 46 facing away from the motor side. The feed takes place here from one not shown in the figure external pressure source via the supply line 48 and through the rotary union via the bore system 49, 49 ', 49 "to the piston-cylinder arrangement 8'.
In Fig. 5 ist ein Schwingungserreger mit einer reversiblen Verstellung mit einem Zahnkranz mit Evolventenprofil und 45 einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Anordnung gezeigt. Ein einziger Zahnkranz 50 wirkt hierbei mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 51 im Betrieb zusammen, wobei die Verstellklinke 52, die in ihrem Eingriffsteil dem Evolventenprofil des Zahnkranzes angepasst ist, in eine Zahnlücke so des Zahnkranzes 50 eingreifen kann. Die Verstellklinke 52 weist an ihrer Basis einen Kolben 53 auf, der in der Querbohrung des Hydraulikkolbens 54 gleitet und von beiden Seiten des Kolbens 54 aus wahlweise über einen separaten kleinen Steuerkolben 60 beaufschlagbar ist, dessen Funk-55 tionsweise noch im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert wird. 5 shows a vibration exciter with a reversible adjustment with a ring gear with involute profile and a double-acting piston-cylinder arrangement. A single ring gear 50 cooperates with the piston-cylinder arrangement 51 during operation, the adjusting pawl 52, which is adapted in its engaging part to the involute profile of the ring gear, can engage in a tooth gap of the ring gear 50. The adjusting pawl 52 has a piston 53 on its base, which slides in the transverse bore of the hydraulic piston 54 and can be acted upon from both sides of the piston 54 optionally via a separate small control piston 60, the function of which 55 is still in connection with FIG. 6 is explained.
Der Kolben 54 gleitet im Zylindergehäuse 55 und wird mittels der vorgespannten Druckfedern 56 und 56' mittenzentriert. Die Beaufschlagung des Kolbens 54 erfolgt je nach gewünschter Verstellrichtung entweder durch die Bohrung 6o 57 oder 57', wobei die Druckmittelzuführungsart analog zu den vorangegangenen Ausführungen anzusehen ist. Soll z.B. der Zahnkranz im Uhrzeigersinn verdreht werden, dann wird durch die Bohrung 57' Druckflüssigkeit auf die rechte Seite des Kolbens 54 geleitet und gleichzeitig auch über den 65 Steuerkolben 60 unter den Kolben 53 der Verstellklinke 52. Diese fährt aus, der Kolben 54 fährt nach rechts zum Anschlag, und der Zahnkranz wird um einen Zahn weitergedreht, wobei die Klinke in der Aussparung 58 des Zylinders The piston 54 slides in the cylinder housing 55 and is centered by means of the prestressed compression springs 56 and 56 '. Depending on the desired direction of adjustment, the piston 54 is acted upon either through the bore 6o 57 or 57 ', the type of pressure medium supply being analogous to the previous explanations. Should e.g. the ring gear is turned clockwise, then pressure fluid is passed through the bore 57 'to the right side of the piston 54 and at the same time also via the 65 control piston 60 under the piston 53 of the adjusting pawl 52. This extends, the piston 54 moves to the right Stop, and the ring gear is rotated one tooth, the pawl in the recess 58 of the cylinder
gleitet. Dabei wird das Druckmittel in der linken Zylinderkammer gemäss Zeichnung drucklos über die Bohrung 57 verdrängt. Nach dem Verstellvorgang wird auch Bohrung 57' drucklos gemacht, die Verstellklinke 52 wandert infolge der auf sie wirkenden Fliehkraft unter Verdrängung des Druckmittels aus dem Zahneingriff, und die Zentrierfeder 56 bringt den Kolben 54 wieder in Ruhestellung. slides. The pressure medium in the left cylinder chamber is displaced without pressure according to the drawing via the bore 57. After the adjustment process, bore 57 'is also depressurized, the adjusting pawl 52 moves due to the centrifugal force acting on it, displacing the pressure medium from the tooth engagement, and the centering spring 56 brings the piston 54 back into the rest position.
Zur entgegengesetzten Verstellung verläuft der Vorgang umgekehrt. The process is reversed for the opposite adjustment.
In Fig. 6 ist ein vergrösserter Ausschnitt aus dem Kolben 54 unter der Querbohrung dargestellt, welche den Klinkenkolben 53 aufnimmt. Im Boden der Querbohrung ist ein kleiner Steuerkolben 60 in einem zylindrischen Raum 61 verschiebbar gelagert und über die Druckfedern 62 und 62' mittenzentriert. Wird nun von der gemäss Fig. 6 rechten Seite des Kolbens 54 der Druck Px angelegt, wandert das Druckmittel, z. B. eine Hydraulikflüssigkeit, durch die Bohrung 63' über die Stirnfläche des Steuerkolbens 60 und schiebt diesen nach links gegen den Druck der Feder 62 zum Anschlag. Dadurch wird bewirkt, dass die Verbindung der Bohrungen 64 und 65 vom mittleren Mantelteil des Kolbens 60 unterbrochen wird, während durch die Bohrung 64', den Ringkanal 66' und die Bohrung 65' das Druckmittel zum Ausfahren der Verstellklinke 52 unter den Kolben 53 strömen kann. Nach erfolgter Verstellung bringt die Feder 62 den Steuerkolben 60 wieder in Mittelstellung, und das Volumen unter dem Klinkenkolben 53 kann über beide Bohrungssysteme drucklos austreten. FIG. 6 shows an enlarged detail from the piston 54 under the transverse bore, which receives the pawl piston 53. In the bottom of the transverse bore, a small control piston 60 is slidably mounted in a cylindrical space 61 and centered on the pressure springs 62 and 62 '. If the pressure Px is now applied from the right side of the piston 54 according to FIG. 6, the pressure medium, e.g. B. a hydraulic fluid, through the bore 63 'over the end face of the control piston 60 and pushes it to the left against the pressure of the spring 62 to the stop. This has the effect that the connection of the bores 64 and 65 is interrupted by the central casing part of the piston 60, while the pressure medium for extending the adjusting pawl 52 can flow under the piston 53 through the bore 64 ', the annular channel 66' and the bore 65 ' . After the adjustment, the spring 62 brings the control piston 60 back into the middle position, and the volume under the pawl piston 53 can emerge without pressure via both bore systems.
Bei einer Beaufschlagung mit P2 erfolgt sinngemäss ein umgekehrter Ablauf. When P2 is applied, the process is reversed.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung ähnlich der nach Fig. 5, indem die Kolben-Zylinder-Anordnung mit zwei Verstellklinken 52 und 52' ausgestattet ist. Je ein Klinkenkolben wird über die Bohrung 59 bzw. 59' von der zugehörigen Kolbenseite mit Druckmittel beaufschlagt, so dass die rechte Verstellklinke bei Verdrehung des Zahnkranzes im Uhrzeigersinn ausgefahren wird, während die linke Verstellklinke für die andere Drehrichtung fungiert. Das Zurückführen der Verstellklinken 52, 52' nach der Verstellung erfolgt hier durch Druckfedern 70 und 70', welche an Verlängerungsbolzen 71 und 71' angreifen, die die Wand des Kolbens 54 durchsetzen. FIG. 7 shows a further embodiment similar to that according to FIG. 5, in that the piston-cylinder arrangement is equipped with two adjusting pawls 52 and 52 '. One pawl piston is pressurized via the bore 59 or 59 'from the associated piston side, so that the right pawl is extended clockwise when the ring gear is turned, while the left pawl functions for the other direction of rotation. The return of the adjusting pawls 52, 52 'after the adjustment is carried out here by compression springs 70 and 70' which engage extension bolts 71 and 71 'which pass through the wall of the piston 54.
Selbstverständlich kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 eine Federrückstellung der Verstellklinke 52 gemäss Fig. 7 in Kombination mit dem Steuerkolben 60 erfolgen. Of course, in the embodiment according to FIG. 5, spring return of the adjusting pawl 52 according to FIG. 7 in combination with the control piston 60 can also take place.
In der Fig. 8 ist eine besonders einfache Ausführungsform mit einer verschwenkbaren Verstellklinke 79 gezeigt. Gemäss dieser Ausführungsform wird der hin und her bewegliche einseitig hydraulische beaufschlagbare Kolben 76 mittels einer Feder 77 im drucklosen Zustand am rechten Anschlag eines Zylinders 75 gehalten, wobei der Schaft des offenen Kolbens 76 an seinem oberen Teil eine Bolzenlagerung 78 trägt, die die Verstellklinke 79 drehbeweglich fixiert. Die Bolzenlagerung 78 gleitet seitlich in einer Aussparung 80 des Zylinders. 8 shows a particularly simple embodiment with a pivotable adjusting pawl 79. According to this embodiment, the reciprocating hydraulic piston 76, which can be acted upon on one side, is held by means of a spring 77 in the unpressurized state at the right stop of a cylinder 75, the shaft of the open piston 76 bearing on its upper part a pin bearing 78 which rotates the adjusting pawl 79 fixed. The pin bearing 78 slides laterally in a recess 80 in the cylinder.
Die Verstellklinke 79 ist so gestaltet, dass ihr Schwerpunkt «S» rechts neben den Lagerbolzen 81 zu liegen The adjusting pawl 79 is designed such that its center of gravity “S” is to the right of the bearing pin 81
643 759 643 759
kommt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Verstellklinke bei umlaufender Vorrichtung mit Hilfe der Fliehkraft stets in der dargestellten aufrechten Stellung gehalten wird. Geschieht nun die Druckbeaufschlagung des Kolbens durch die Bohrung 82, so bewegt sich der Kolben 76 gegen die Federspannung, und die Verstellklinke 79 dreht den Zahnkranz 83 entsprechend dem Kolbenhub eine Zahnstellung weiter. Bei Druckentlastung drückt die gespannte Feder 77 den Kolben 76 in seine Ausgangslage zurück. Dabei wird die Verstellklinke 79 durch das Auflaufen am Zahnrücken 84 abgekippt, ausser Eingriff gebracht und hinter den nächsten Zahn zurückgeführt, wo sie aufs neue einschnappt. is coming. This ensures that the adjusting pawl is always held in the upright position shown by the centrifugal force when the device rotates. If the piston is now pressurized through the bore 82, the piston 76 moves against the spring tension, and the adjusting pawl 79 rotates the ring gear 83 one tooth position in accordance with the piston stroke. When the pressure is released, the tensioned spring 77 presses the piston 76 back into its starting position. The adjusting pawl 79 is tipped over by the run-up on the tooth back 84, disengaged and returned behind the next tooth, where it snaps again.
Ein federndes Element 85 (Fig. 8) ist an der Aussenwand des Zylinders 75 befestigt und mit seinem federnden Ende gegen die Rückseite der Verstellklinke 79 vorgespannt und liegt dabei an einer Stelle der Rückseite der Verstellklinke 79 an, in der die durch die Vorspannung auf die Verstellklinke 79 ausgeübte Kraft letztere in die Einrückstellung bewegt bzw. in der Einrückstellung hält. Mit dem federnden Element 85 ist eine Ausbildung und Lagerung der Verstellklinke 79 geschaffen, bei der der Schwerpunkt der Verstellklinke 79 diese in die Einrückstellung zurückführt, wie in Fig. 8 dargestellt, nicht mehr erforderlich. Das federnde Element 85 sorgt somit dafür, dass die Verstellklinke 79 sich im Stillstand jeweils in Einrückstellung (Fig. 8) befindet. A resilient element 85 (FIG. 8) is fastened to the outer wall of the cylinder 75 and is biased with its resilient end against the rear of the adjusting pawl 79 and lies against a point on the rear of the adjusting pawl 79 in which the tension on the Adjustment pawl 79 applied force moves the latter into the engagement position or holds it in the engagement position. With the resilient element 85, training and mounting of the adjusting pawl 79 is created, in which the center of gravity of the adjusting pawl 79 no longer requires it to return to the engagement position, as shown in FIG. 8. The resilient element 85 thus ensures that the adjusting pawl 79 is in the engaged position (FIG. 8) when it is at a standstill.
In der Fig. 9 bezeichnet 91 eine verschwenkbare Verstellklinke, welche wie bei der Ausführung nach Fig. 8 durch einen hin und her beweglichen, einseitig hydraulisch beaufschlagbaren Kolben 87 mittels einer Druckfeder 89 im drucklosen Zustand am rechten Anschlag eines Zylinders 86 gehalten wird. Eine Kolbenstange 88 ist am Boden des Kolbens 87 fest angebracht und erstreckt sich durch die Druckfeder 89 und eine Gleit-Führungs-Öffnung in der dem rechten Anschlag gegenüberliegenden Seite des Zylinders 86 hindurch nach aussen. Am freien Ende der Kolbenstange 88 ist ein Kopfstück 90 angebracht, auf dessen dem Zahnkranz 97 zugeordneten Seite die Verstellklinke 91 mittels einer Bolzenlagerung 92 schwenkbar angeordnet ist. Ein als Schraubenfeder 93 ausgebildetes federndes Element ist mit einem Ende in einer Ausnehmung des Kopfstückes 90 und mit dem anderen Ende an einem Stützansatz der Verstellklinke 91 abgestützt und spannt die Verstellklinke 91 in die Einrückstellung vor. Ausserdem ist das Kopfstück 90 auf der der Verstellklinke 91 gegenüberliegenden Seite mit einem prismenför-migen Ansatz 94 vorgesehen, der als Führungsteil ausgebildet ist und in einer Führungsschiene 95 gleitet, die am Zylinder 86 befestigt ist. Die Druckbeaufschlagung des Kolbens 87 erfolgt durch eine Bohrung 96. In FIG. 9, 91 designates a pivotable adjusting pawl which, as in the embodiment according to FIG. 8, is held by a reciprocating piston 87 that can be hydraulically loaded on one side by means of a compression spring 89 in the depressurized state on the right stop of a cylinder 86. A piston rod 88 is fixedly attached to the bottom of the piston 87 and extends outward through the compression spring 89 and a slide guide opening in the side of the cylinder 86 opposite the right stop. At the free end of the piston rod 88, a head piece 90 is attached, on the side of which the ring gear 97 is assigned the adjusting pawl 91 is pivotably arranged by means of a pin bearing 92. A resilient element designed as a helical spring 93 is supported at one end in a recess in the head piece 90 and at the other end at a support shoulder of the adjusting pawl 91 and pretensions the adjusting pawl 91 into the engagement position. In addition, the head piece 90 is provided on the side opposite the adjusting pawl 91 with a prism-shaped projection 94 which is designed as a guide part and slides in a guide rail 95 which is fastened to the cylinder 86. The piston 87 is pressurized through a bore 96.
Die Funktionsweise der Ausführungsform in Fig. 9 ist ähnlich der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform. Bei der Rückbewegung des Kolbens in die Ausgangslage wird die Verstellklinke ebenfalls durch Auflaufen am Rücken eines Verstellzahnes abgekippt, ausser Eingriff gebracht und dann hinter den nächsten Zahn in die Einrückstellung zurückgeführt, und zwar bei der Ausführungsform gemäss Fig. 9 durch das federnde Element 93 in der gleichen Weise, wie es bei der Ausführungsform in Fig. 8 mit federndem Element 85 geschieht. The mode of operation of the embodiment in FIG. 9 is similar to the embodiment shown in FIG. 8. When the piston moves back into the starting position, the adjusting pawl is also tilted by running on the back of an adjusting tooth, disengaged and then returned to the engagement position behind the next tooth, in the embodiment according to FIG. 9 by the resilient element 93 in FIG same way as it happens in the embodiment in FIG. 8 with resilient element 85.
7 7
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
S S
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